虚拟地理实验概念框架与应用初探
VR技术在高中地理教学中的应用
VR技术在高中地理教学中的应用一、引言随着信息技术的不断发展，虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术已经逐渐成为教育领域的热门话题。
VR技术通过模拟虚拟环境，让用户身临其境，提供沉浸式的学习体验。
在地理学科教学中，VR技术的应用能够让学生更加直观地了解地理现象和地理空间的特征，提高学习兴趣和效果。
本文将探讨VR技术在高中地理教学中的应用，并分析其优势和挑战。
二、VR技术在高中地理教学中的应用1.虚拟地理景点参观通过VR技术，学生可以在教室里轻松体验全球各地著名的地理景点，如埃及金字塔、巴黎铁塔、巴西瀑布等。
学生可通过佩戴VR头盔或使用平板电脑等设备，在虚拟环境中自由导览，观察地形、地貌、气候等因素对景点形成的影响，并与实地考察的感受进行对比。
这种沉浸式的学习体验能够激发学生的兴趣，提高他们对地理事物的理解和记忆。
2.模拟地理现象地理学科中的一些抽象的概念和地理现象，如环流系统、地震、火山喷发等，常常难以通过课本和图片进行直观理解。
借助VR技术，学生可以通过虚拟实境模拟这些地理现象，包括观察现象的过程、了解形成原因以及分析影响和后果。
例如，在虚拟环境中，学生可以亲自体验和观察地球自转引起的日夜变化，或者参与模拟的地震发生后的灾害应对过程。
这种亲身体验能够增强学生对地理现象的认识和理解。
3.拓展学生视野通过VR技术，地理教学不再受限于教室的空间和时间。
学生可以通过VR设备参观世界上任何一个地方，了解不同地理环境下的自然地理、人文地理和地方特色。
例如，学生可以在教室里虚拟登上珠穆朗玛峰，感受海拔高度带来的气候和生态变化；或者在虚拟世界中参观纽约市的摩天大楼和繁华街道，了解城市规模和经济特征对居民生活和环境的影响。
这种体验能够拓宽学生的视野，增加他们对地理多样性的认识。
4.个性化学习VR技术具有交互性和个性化的特点，可以根据学生的学习需求和节奏进行调整。
例如，通过VR设备，学生可以选择自己感兴趣的地理主题进行学习，同时可以根据自己的学习进度和理解深度进行调整。
小学科学课中有效应用概念图初探
通过这个简单的概念图的梳理，学生对上一节课 的知识有了更清楚的认识和理解，更加激起学生用放 大镜观察昆虫的极大兴趣。在单元测试中，这部分内 容学生的得分率很高。
教学杂谈
小学科学课中有效应用概念图初探
徐巧媚
在小学科学教学中，概念图是指用图表形象地把 某一课或某一个单元中包括的所有概念，用连接词及 箭头把它们联结起来，使学生能较清楚地看到各概念 之间的联系，促进学习正迁移和有意义学习的发生， 从而提高学习效率。
概念图由节点（结点）、连线和连接词三个部分组 成。概念置于圆圈或方框中即为节点。在概念图中， 概念之间的关系用连线来表明，连线上标明连接词 （能说明两个概念之间的意义关系）。连线可以没有 方向，也可以单向或双向。一个命题由两个节点、一 条连线和一个连接词构成。一般情况下，最一般、最 概括的概念置于概念图的最上层，从属的概念安排在 下面各层。
一、在新课教学中的应用 1. 应用在课的开端
教师依据概念图，课程安排时应考虑到学习的先 后顺序，基础的课程应先教，使学生易学，并有效鉴定 出迷失概念所在。师生要利用概念图进行即时反馈、 了解学习结果，以便对教学内容、方法及程序作适当 调整，建构出一个良好的概念学习系统。如三年级上 册《水》这课的教学，教材主要有三个活动：一是学生 交流有关水的已有认识，二是识别水和其他的物质， 三是给物质分类。在第一个活动中，教材第一次出现 了网状图。我组织学生小组讨论，运用网状图进行记 录，这样可以帮助他们将水的知识进行分类和梳理， 提高处理信息的能力。（如图）
高中地理体验式教学实践初探
高中地理体验式教学实践初探一、地理体验式教学的概念体验式教学是一种以学生为主体，通过实践活动、参与体验、合作探究等方式，让学生亲身感受和体验学习内容，从而达到知识的深入理解和应用能力的培养的一种教学模式。
在地理教学中，地理体验式教学是让学生通过实地考察、实验观察、模拟活动等方式，深入了解地理知识，感受地理现象，培养地理思维和观察能力的教学模式。
1. 注重学生参与。
地理体验式教学注重学生的主体地位，让学生成为学习的主体，通过实践活动，引导学生主动参与，提高学生的学习积极性和主动性。
2. 关注学生体验。
地理体验式教学不仅仅是传授知识，更注重让学生亲身去感受和体验地理现象，引导学生通过观察、实践、体验去深入了解地理知识。
3. 打破传统教学模式。
地理体验式教学摒弃了传统的课堂讲授模式，通过设计实践活动、实地考察、模拟实验等形式，打破了传统的教学模式，更贴近学生的学习需求。
4. 培养学生能力。
地理体验式教学注重培养学生的观察能力、实践能力和合作能力，通过实践活动让学生在实践中不断提升自己的能力。
1. 确定教学目标。
首先要确定教学目标，明确学生需要达到的地理知识和能力目标，为教学活动的设计提供指导。
2. 设计实践活动。
根据教学内容和教学目标，设计与之相关的实践活动，包括实地考察、模拟实验、实践项目等形式。
3. 组织实践活动。
在教学中，组织学生进行实践活动，通过组织实地考察、试验操作等形式，让学生亲自动手，深入感受地理知识。
4. 引导学生探究。
在实践活动中，教师要引导学生深入观察、探究，引发学生的思考，通过亲身实践引发学生的兴趣和热情。
5. 总结和分享。
在实践活动结束后，教师要引导学生进行总结，分享每个人的体验和观察，让学生通过分享不断丰富和完善自己的体验。
地理体验式教学是以学生为主体，是一种注重学生学习体验和感受的教学模式，其效果评估也应该从学生的学习体验和能力提升方面进行评估。
可以通过学生的实践报告、实践成果、课堂表现等方面来评估学生的学习效果，也可以通过学生的问卷调查等方式了解学生对于体验式教学的感受和意见建议。
地理模拟实验的概念并举例
地理模拟实验的概念并举例
地理模拟实验是指通过模拟地理现象或过程，利用实验方法研究地理问题，并得出相关结论的一种研究方法。
它可以通过人工构建实验场景、使用实验设备和工具，模拟特定地理条件或情境，对地理现象进行定量或定性的研究和分析。
举例来说，地理模拟实验可以用来研究地壳运动。
研究者可以使用实验室中的模型，通过改变不同的因素，如板块的形状、大小、运动速度等，模拟地壳运动的过程。
通过观察实验结果，可以得出不同因素对地壳运动的影响，进而理解地壳运动的规律和机制。
另一个例子是研究气候变化。
研究者可以利用实验室中的气候模拟装置，调整不同的气候参数，如温度、湿度、光照等，模拟不同气候条件下的变化。
通过观察实验结果，可以了解不同气候因素对生态系统、水循环、冰川融化等方面的影响，从而预测和评估气候变化对地球的影响。
通过地理模拟实验，研究者可以在受控条件下模拟和探索各种地理现象和过程，获得实验数据和定量分析结果，从而加深对地理问题的理解，并为实际问题的解决提供科学依据。
虚拟现实技术在教育领域的应用初探
虚拟现实技术在教育领域的应用初探摘要：虚拟现实技术（VR）是一种基于计算机仿真的技术，它可以让用户进入一个虚拟的三维环境中，与虚拟物体进行交互。
近年来，虚拟现实技术在教育领域得到了广泛的应用。
本文介绍了虚拟现实技术在教育领域的应用现状和发展趋势，并探讨了其优点和挑战。
最后，提出了虚拟现实技术在教育领域的潜在应用方向。
关键词：虚拟现实；教育；应用；优点；挑战正文：一、引言虚拟现实技术（VR）已经成为近年来技术研究和应用的热点之一。
VR技术凭借其独特的优势，逐渐渗透到各个领域，并得到了广泛的关注。
教育领域是其中一个重要的应用领域。
本文旨在探讨虚拟现实技术在教育领域的应用现状和发展趋势，并提出虚拟现实技术在教育领域的潜在应用方向，以期为教育领域的研究和实践提供一些参考。
二、虚拟现实技术在教育领域的应用现状随着计算机技术和虚拟现实技术的发展，虚拟现实技术在教育领域得到了广泛的应用。
目前，虚拟现实技术主要应用于以下几个方面：1.虚拟实验室虚拟实验室是指利用虚拟现实技术，建立一个真实的实验环境，让学生在其中进行实验操作。
虚拟实验室不仅可以大大降低实验成本，而且可以避免风险大的实验，提高实验效率和质量。
2.虚拟场景模拟虚拟场景模拟是指建立一个真实的场景环境，让学生在其中进行学习和体验。
虚拟场景模拟可以模拟各种复杂的场景，例如历史事件、地理环境、生物生态、等等。
学生可以通过虚拟场景模拟来获得更加直观、深入的学习体验。
3.虚拟演示虚拟演示是指使用虚拟现实技术，建立一个真实的演示环境，让学生在其中观看演示。
虚拟演示可以让学生深入了解各种复杂的演示内容，例如机械运作、物理定律、化学反应、等等。
4.虚拟互动游戏虚拟互动游戏是指建立一个虚拟的游戏环境，让学生在其中进行学习和体验。
虚拟互动游戏可以让学生更加主动积极地参与学习，提高学习兴趣和动力。
三、虚拟现实技术在教育领域的优点和挑战1.优点（1）提高学习效率虚拟现实技术可以让学生通过身临其境的体验来深入了解各种复杂的学习内容，提高学习效率和质量。
虚拟地理环境（0705z1）
虚拟地理环境（0705Z1）Virtual Geographical Environments（一）学科简介虚拟地理环境（Virtual Geographical Environments, VGE）是地理空间信息可视化发展的最后集成系统，它以虚拟现实理念/虚拟现实技术为核心，基于地理信息、遥感信息、以及网络信息与移动空间信息，研究现实地理环境和赛博空间（Cyberspace）的现象与规律，是地理环境在计算机空间的映射。
虚拟地理环境的研究，涉及到计算机图形学／仿真／虚拟现实技术、地球表层系统的地理环境、地理／遥感信息技术与科学、赛博空间与虚拟社区等，并且与虚拟现实、虚拟、虚／实关系、心理学、符号学、美学、信息论等社会、心理与哲学领域有着密切的关系，目前，VGE 系统正被应用到传统GIS 的诸多应用领域之中，如城市设计和规划、城市地下空间管理、环境监测、交通管理、地表建模、旅游等方面，为分析和解决这些领域中的问题提供了新的方式和手段，同时又拓展了新的应用，如数字黄河、虚拟旅游、虚拟校园、教学培训、虚拟企业等领域。
作为新一代地理信息技术手段，VGE 具有广阔的发展前景，该学科的研究生也具有广阔的就业前景。
（二）培养目标本学科培养的研究生，应符合国家对研究生培养的总体要求，同时应达到：1.了解学科发展的现状和动态，具有较扎实的科学可视化、虚拟现实、遥感、地理信息系统等虚拟地理环境学科的基础理论和基本应用技能；2.有对本人所从事研究方向的前沿阵地进行探索的潜在能力；3.培养适应与胜任城市、规划、环境、土地和林业等相关的领域内从事科研、教学、管理与科技开发工作的复合型人才（三）培养方式培养方式以导师负责为主，以导师组、学科团队、行业专家联合指导为辅。
（四）学习年限学术型硕士研究生的学制为3年。
提前完成所有培养环节和论文工作者，可申请提前答辩，但最多只能提前1年；因特殊情况需延长学习年限者，由研究生本人提出申请，经导师和相关部门批准，可适当延期，但学习年限最长不超过5年。
AR技术在地理教学中的应用初探
AR技术在地理教学中的应用初探一、AR技术的介绍AR技术是一种将虚拟信息和现实环境实时叠加的技术，它能够通过计算机生成的虚拟信息将真实世界场景进行增强，并将虚拟信息与真实世界进行融合。
AR技术能够将虚拟信息和现实世界结合起来，使用户在现实环境中感受到虚拟现实，并且能够与虚拟信息进行交互。
AR技术可以通过手机、平板电脑、智能眼镜等设备进行体验，同时也可以通过特定软件进行开发和制作。
1.展示地质地貌地理教学中，学生通常难以想象地质地貌的真实情景，而AR技术可以通过虚拟现实的叠加，将真实的地质地貌呈现在学生面前，使学生能够身临其境地观看各种地质地貌，增强学生对地质地貌的理解和记忆。
2.地理探索在地理学科中，实地探索常常受到条件的限制，AR技术可以通过虚拟现实的形式，将学生带到无法实地探索的地理场景中，例如世界各地的著名地理景点、火山喷发、河流下游等场景，让学生在虚拟现实中进行地理探索，增强学生对地理知识的理解和掌握。
3.地图应用AR技术可以通过虚拟信息的叠加，实现地图的3D立体展示，使得地理教学更加生动形象。
学生可以通过AR技术观察并探索不同地区的地理位置、地形、交通等情况，了解各地的地理特点，加深对地理知识的理解。
4.地理实验借助AR技术，地理实验能够在虚拟环境中进行，例如城市规划、灾害模拟等，学生能够利用AR技术进行实验操作，观察实验结果，并实现与虚拟信息的交互。
这样能够使地理实验更加直观、生动、直观，并且提高教学的趣味性和亲和力。
三、AR技术在地理教学中的优势1.增强学习兴趣AR技术能够将地理知识呈现在学生面前，使得抽象的地理知识变得更加直观和生动，能够吸引学生的兴趣，让学生更加主动地参与到地理学习中来。
2.提高学习效果借助AR技术，学生能够在虚拟现实中体验地理知识，能够更加直观地了解地理知识，增强对地理知识的认知和记忆，从而提高学习效果。
3.增强互动性AR技术使得学生能够与虚拟信息进行交互，能够更加自由地进行地理探索、实验操作等，增强了学习的互动性，使学生更加主动地参与到地理学习中来。
UbD理论在抽象概念实验教学中的应用初探
UbD理论在抽象概念实验教学中的应用初探作者：***来源：《地理教育》2024年第03期摘要：抽象难懂的地理概念会给教学目标落实增加难度。
UbD理论意为“追求理解的教学设计”，通过逆向教学设计帮助学生深入理解知识，建构学习方法。
本文以“海水的运动”为例，应用UbD理论进行逆向教学设计和实施，实践表明有利于促进地理抽象概念实验教学的有效开展。
关键词：UbD理论；概念理解；模拟实验；核心素养中图分类号：G633.55 文献标识码：A 文章编号：1005-5207（2024）03-0034-04一、UbD理论及其应用思路1.UbD理论UbD理论的英文全称是“Understanding by Design”，中文常翻译为“追求理解的教学设计”，有时也称为“逆向教学设计”。
这种新型教学模式体现“以学习者为中心”的实践智慧，强调为学生提供理解概念的框架，将追求理解与对学习的认知研究相结合，有助于提升学生的思维品质，增强学生对目标的感知。
［1］因此，UbD模式是一种立足于让学生理解知识并能自己建构学习模式，从而能够终身运用的教学模式。
［2］2.UbD理论应用思路不同于传统教学模式，基于UbD理论的教学模式流程一般为：确定预期结果—确定合适的评估证据—设计学习体验和教学。
［3］笔者根据课程标准、教材、学情制定教学目标和重难点，确定本节课的预期结果；根据预期结果设计表现性任务及评价标准，有效评估目标是否达成；最后根据此前预期结果与评估证据，设计围绕核心素养的教学过程，以达到强化重点、突破难点的目的。
图1为基于UbD理论的备课流程。
二、UbD理论下抽象概念实验教学实践本文以“海水的运动”为例，探讨基于UbD理论的抽象概念实验教学过程。
1.确定预期结果（1）课程标准《普通高中地理课程标准（2017 年版2020 年修订）》（以下简称“课标”）要求“运用图表等资料，说明海水的运动对人类活动的影响。
”（2）教材分析本节为地理必修一第三章“地球上的水”第三节内容。
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目前地理信息科学与技术是以观测与测量为主 导的地理观测科学与技术的应用，虽然已是地理科学 方法与技术体系中的重要组成部分［５］，但尚未形成 以“地理问题”及“探索地理新知识、发现地理规律” 为视角、起点与核心的地理实验科学体系。要发展 现代地理科学的基础理论，需要实验科学的视角与 具体实践，需结合实验地理学与地理信息科学／技 术，发展虚拟地理实验［６］（笔者于２００３年亚运村地 理学术沙龙第一次会议上提出“虚拟地理实验”和 “虚拟地理实验室”的概念［７］）。本文结合空间信息 与虚拟地理环境技术［８］以及实验科学与实验地理学 方法，以自然地理实验的模型实验和数字实验为例， 研究虚拟地理实验的基本问题。
第２５卷第１期 ２００９年１月
地理与地理信息科学 Ｇｅｏｇｒａｐｈｙ ａｎｄ Ｇｅｏ－Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ
ＶｏＬ ２５ Ｎｏ．１ Ｊａｎｕａｒｙ ２００９
虚拟地理实验概念框架与应用初探
龚建华１，李文航ｈｓ，周洁萍１，李毅１，赵琳２，庞毅２
（１．中国科学院遥感应用研究所遥感科学国家重点实验室．北京１００１０１；２．辽宁省水利水电科学研究院，辽宁沈阳１１０００３， ３．北京大学信息科学技术学院，北京１００８７１）
环境）以及开展洪水模拟实验，同时可供多用户参与 者使用计算机网络相互联系，以化身的形式参与，并 通过视频、音频、文字等途径进行实时交流与协同实 验分析‘９３（图３）。
ｌ自然地理实验ｌ经济地理实验１人文地理实验｜
虚拟地理实验应用
ｆｔ
室￥内—一现￥场
室内＋—一现场
广义协同
·系统体系结构·地理问题蓖构 ·控制体系研究·数据挖掘工具 ·知识表达模式·坐标体系构建
以“三条黄河”为例，从实验环境、实验可控度、 实验媒介、实验性质、实验尺度、人与实验环境的交 互性方面进行虚拟地理实验与（传统）地理实验的特 征比较（表１）。虚拟地理实验与实际的现场野外实 验以及室内的物理实验密切相关；虚拟地理实验建 立在虚拟世界／实际世界实时（或非实时）数据相连 通的基础上，以信息为工具和媒介。
不抛弃现有地理实验场所和地理实验条件的基础 上，对现实地理实验进行融合和更高层次改造，是目 前较为可行且用途较广的一种虚拟地理实验方式。 ２）完全虚拟地理实验完全使用虚拟现实技术对地理 实验进行模拟，是虚拟地理实验发展的高级阶段；或 是无法同现实相关联、进行同步实验，或无法重现的 地理现象的实验，如２００３年的ＳＡＲＳ时空传播模拟 等。 ２．４虚拟地理实验研究框架
（４）复杂性问题理论。地理系统是一个开放的 复杂巨系统，把地理系统作为研究对象的虚拟地理 实验需要具备研究复杂巨系统的相关理论，如钱学 森院士提倡的“从定性到定量的综合研讨厅体系”、 西方基于还原论和形式逻辑的“粒子系统”、“元胞自 动机”、“神经网络”等。
（５）地理智能模拟原理。虚拟地理实验以信息 为媒介，信息世界的过程演化来自于建立的过程模 型，或来自于信息世界本身的智能性。虚拟地理实 验要真正模拟现实地理环境和地理机理过程，离不 开计算智能性。 ２．２虚拟地理实验原则
虚拟地理实验是以客观现实世界的感知、量测
收稿日期：２００８—－１２—２０ 基金项目：国家９７３计划项目（２００７ＣＢ７１４４０２）；水利部黄河泥沙重点实验窜开放课题（２００７００９）；国家８６３计划项目（２００７ＡＡｌ２２２４０） 作者简介：龚建华（１９６５－－）。男，研究员，博士生导师，从事健康ＧＩＳ、虚拟地理环境与区域可持续发展等研究。Ｅ一“ｌａｉｌ：ｊｈｇｏｎｇ国ｉｒｓａ．ａｃ饥
图２虚拟地理环境实验平台
Ｆｉｇ．２ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ｐｌａｔｆｏｒｍ ｏｆ ｖｉｒｔｕａｌ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓ
３原型系统与初步实验
本文以浑河洪水模拟和城市防洪为案例，介绍 虚拟地理实验在城市防洪方面的初步应用。辽宁 省水利厅为研究浑河沈阳市段的洪水影响和防洪 工程规划等，建造了一个与现实相似的洪水模拟物 理模型，主要模拟已建、拟建的堤防、桥梁、拦河坝、 隧洞、水闸和丁坝等建筑物，观测在宣泄各设计频 率洪水时沿程水位、水流流速、流态、淹没范围等水 力要素，为确定合理的工程设计参数、河道工程治 理方案及近期、远景规划方案提供技术支撑。物理 模型的规划施工过程严格按照实验的相似性准则， 如建筑物模型高程误差控制在士０．３ ｍｍ，地形高 程误差控制在±２ ｎ＇ｆｉｎ等。根据天然河道的糙率情 况，按照糙率比模拟河道糙率，并在完成加糙后的模 型上施放相应的洪水，通过加糙情况调整，使模型实 测水位与洪痕吻合，以确保物理模型的准确性。
虚拟地理实验室的组成一般包括实验者、实验 对象、实验环境、实验工具等要素。实验者是虚拟地
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地理与地理信息科学
第２５卷
理实验的设计与实施者，一人或多人协同开展，具有 多感知互动与地理创造性思维特征；实验对象指虚 拟地理环境及地理问题；实验环境包括三维虚拟空 间、虚拟桌子等工具；实验工具指虚拟测量仪器、空 间分析工具箱等。
摘要：从实验科学与实验地理学的角度，结合空间信息与虚拟地理环境技术，讨论“虚拟地理实验”概念、特征及研 究理论与框架。以辽宁浑河沈阳城市段防洪为案例，介绍虚拟地理实验在城市洪水模拟和防洪工程规划中的应 用。 关键词：地理科学；实验地理学；虚拟地理实验；虚拟地理环境；城市防洪模拟实验 中图分类号：Ｐ２０８；Ｋ９０ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７２－－０５０４（２００９）０１－－００１８－－０４
和地理问题的相似性模拟表达，在理论假设的基础 上，通过模型构建、参数与条件调控计算以及可视化 分析反馈，在虚拟地理环境信息世界中“查考自然， 逼迫自然自露真相”，以获取新的地理经验与知识。 虚拟地理实验是在计算机与网络支持下的数字与虚 拟环境中开展的地理实验，它既可以与野外定位地 理实验、室内物理模型实验相对应、关联与互补，也 可以依据某些地理特征、现象与规律虚拟构建地理 实验。虚拟地理实验可以全部或者部分涉及现实世 界的地理模型、现实世界的虚拟模型、室内物理模型 以及室内物理模型的虚拟模型。
万方数据
第１期
龚建华等：虚拟地理实验概念框架与应用初探
第１９页
与信息联系为基础，以数据为载体，以虚拟场景为实 验平台，通过人的协同感知和能动思维，最终发现地 理规律或形成地理决策的过程。虚拟地理实验的重 要目标是从地理数据获得新地理知识并可支持地理 决策。 ２．１虚拟地理实验研究的基本理论
（１）地理认知理论。虚拟地理实验是以人（实验 者）为核心，是实验者开展假设、实验、观测、分析与 验证等的具体科研创新过程。首先需要研究人如何 观察、思考、理解与认识现实地理世界。然后进行测 量与表达；并且地理新知识的获取离不开人的创造 性思维与实践，离不开集体讨论与知识、智慧；另外， 复杂性的地理问题需要感性、定性与定量的结合，需 要跨学科的群体科学家的协同研讨等。上述都需要 研究地理空间认知与地理信息认知。
表１虚拟地理实验与（传统）地理实验的特征比较
Ｔａｂｌｅ １ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉ髑ｏｆ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ａｎｄ ｖｉｒｔｕａｌ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ
１虚拟地理实验概念与特征
Hale Waihona Puke ２虚拟地理实验研究的理论与框架
虚拟地理实验是指通过地球表层系统地理环境
Ｉ
ｉ
协同虚拟地理实验室
ｌ
虚拟地理实验室平台构建
百｝
。研究对象’组成———尘尺度问题。相拟性Ｊ’口ｌ题
·分类 ·目的０——上毓测体系·知识发现
·人的作用·学科地位Ｉ ｝·虚拟实验实现流程
虚拟地理实验理论（实验地理学与地理信息科芍钓
图１虚拟地理实验研究框架
Ｆｉｇ．１ Ｓｔｕｄｙ ｆｒａｍｅｗｏｒｋ ｏｆ ｖｉｒｔｕａｌ ｇｅｏｇｒａｐｈｉｃ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ
实验与逻辑一直是所有学科的两大支柱，实验是 现代科学发展的重要特征与标志。中国地理学家在 ２０世纪５０一６０年代已认识到实验对于地理科学理论 与方法发展的重要性［１－３］，建立了大量野外地理观测 台站、实验基地和室内用于地理实验的物理模型。 “三条黄河”（即“原型黄河”、“模型黄河”和“数字黄 河”）是黄河水利委员会以“数字地球”［４］为基础提出的 治理黄河的理念与框架，其中“模型黄河”与实验地理 学相关，“数字黄河”则涉及地理信息科学与空间信息 技术。“三条黄河”提出了实验地理学与现代空间信 息技术的相互关系问题，对于现代地理科学的发展 （尤其是方法论的研究）有着重要的学术与应用价值， 但尚未在地理学界得到足够的关注与重视。
为了研究虚拟地理实验的基本原理与方法，根 据虚拟地理实验室的设计和构想，笔者初步研发了 虚拟地理实验室的系统原型，主要包括虚拟地理环 境实验平台与分布式协同实验研讨室。虚拟地理环 境实验平台主要用于多尺度现实浑河流域地理环境 的构建以及洪水模拟的实验与情景分析（图２）；分布 式协同实验研讨室主要在虚拟空间中的电子沙盘上 表达浑河城市段的三维物理模型（或现实浑河地理
虚拟地理实验的实施需要考虑或遵循以下原 则：虚拟地理实验与现实地理实验（野外实验、模型 实验）相结合原则；虚拟地理环境及地理问题与现实 地理环境及地理问题的相似原则；群体科学家的协 同地理实验原则；虚拟地理实验室的实验平台与实
万方数据
验流程建设的规范化与标准化等。 ２．３虚拟地理实验类型